FR2804926A1 - BRAKING DEVICE WITH IMPROVED PEDAL SENSATION AND ASSOCIATED METHOD - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne, selon l'un de ses aspects, un dispositifThe present invention relates, according to one of its aspects, to a device
de freinage tel que ceux qui sont couramment installés sur les véhicules automobiles, en particulier sur les véhicules animés par un moteur diesel. Plus précisément, l'invention concerne notamment un dispositif de freinage pour un véhicule à moteur équipé d'un capteur de vitesse, ce dispositif comprenant au moins un frein, une pédale de frein, un transmetteur de force de freinage sélectivement commandé par actionnement de la pédale, un amplificateur de freinage à dépression pour développer et appliquer une force d'assistance au transmetteur lorsque la pédale est actionnée, une pompe à vide pour fournir à une première chambre de l'amplificateur de freinage une atmosphère raréfiée présentant une pression réduite susceptible de descendre jusqu'à un seuil minimal déterminé, et un indicateur de freinage adoptant sélectivement un état actif ou un état brakes such as those commonly installed on motor vehicles, in particular on vehicles powered by a diesel engine. More specifically, the invention relates in particular to a braking device for a motor vehicle equipped with a speed sensor, this device comprising at least one brake, a brake pedal, a brake force transmitter selectively controlled by actuation of the pedal, a vacuum brake booster to develop and apply an assistance force to the transmitter when the pedal is actuated, a vacuum pump to provide a first chamber of the brake booster with a rarefied atmosphere with reduced pressure likely to descend to a determined minimum threshold, and a brake indicator selectively adopting an active state or a state
passif selon que la pédale est ou non actionnée. passive depending on whether the pedal is actuated or not.
Alors que les véhicules automobiles animés par un moteur à essence utilisent généralement des amplificateurs de freinage à dépression encore appelés "servomoteurs" dont l'entrée d'aspiration est reliée à un tube à dépression installé sur l'entrée d'admission du moteur, les véhicules automobiles animés par un moteur diesel sont couramment équipés d'une pompe à vide servant notamment à fournir la dépression nécessaire au While motor vehicles driven by a gasoline engine generally use vacuum braking amplifiers also called "servomotors" whose suction inlet is connected to a vacuum tube installed on the engine inlet inlet, motor vehicles driven by a diesel engine are commonly equipped with a vacuum pump used in particular to provide the vacuum necessary for
fonctionnement de l'amplificateur.amplifier operation.
Or, dans la mesure o les pompes à vide présentent un débit maximum inférieur à celui que peut produire un moteur à essence, il peut arriver, dans certaines conditions, qu'un actionnement inconsidéré du frein par le conducteur du véhicule induise, pour l'amplificateur, une consommation d'air à pression réduite qui sature la However, insofar as the vacuum pumps have a maximum flow rate lower than that which a gasoline engine can produce, it may happen, under certain conditions, that reckless actuation of the brake by the driver of the vehicle induces, for the amplifier, a consumption of air at reduced pressure which saturates the
pompe à vide.vacuum pump.
Dans de telles situations, le rétablissement de la basse pression dans l'amplificateur, qui succède à une telle phase de saturation, provoque une augmentation de la force d'assistance, ce qui produit à son tour un enfoncement de la pédale de frein, même si la force que In such situations, the re-establishment of the low pressure in the amplifier, which follows such a saturation phase, causes an increase in the assistance force, which in turn produces a depressing of the brake pedal, even if the strength that
lui applique le conducteur reste sensiblement constante. the conductor applied to it remains substantially constant.
Or, non seulement la sensation que procure au conducteur l'enfoncement de la pédale de frein dans ces circonstances peut être très désagréable, mais elle peut aussi, chez un conducteur inexpérimenté, être source de However, not only can the driver's sensation of depressing the brake pedal in these circumstances be very unpleasant, but it can also be a source of discomfort for an inexperienced driver.
réaction d'anxiété.anxiety reaction.
L'invention se situe dans ce contexte et a pour but de proposer un dispositif de freinage dans lequel l'enfoncement intempestif de la pédale de frein dans les conditions précédemment décrites peut être réduit au The invention is situated in this context and aims to provide a braking device in which the untimely depressing of the brake pedal under the conditions described above can be reduced to
point de ne plus être perceptible ni gênant. no longer to be noticeable or annoying.
A cette fin, le dispositif de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il inclut le capteur de vitesse du véhicule et en ce qu'il comprend en outre des moyens de contrôle de pression pour limiter la pression de l'atmosphère raréfiée à une valeur limite supérieure au seuil minimal lorsque la vitesse du véhicule est inférieure ou égale à une vitesse limite déterminée, alors que l'indicateur de To this end, the device of the invention, moreover conforms to the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that it includes the vehicle speed sensor and in that it comprises in addition pressure control means for limiting the pressure of the rarefied atmosphere to a limit value greater than the minimum threshold when the vehicle speed is less than or equal to a determined limit speed, while the indicator of
freinage est dans son état actif.braking is in its active state.
L'invention est en particulier utilisable dans le cas le plus répandu o le transmetteur de force de freinage est constitué par un maître-cylindre hydraulique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de contrôle de pression peuvent comprendre un clapet taré faisant sélectivement communiquer la première chambre de l'amplificateur de freinage avec un volume à The invention is in particular usable in the most widespread case where the braking force transmitter is constituted by a hydraulic master cylinder. According to a preferred embodiment of the invention, the pressure control means can comprise a calibrated valve selectively communicating the first chamber of the brake booster with a volume to
pression atmosphérique.atmospheric pressure.
En particulier, les moyens de contrôle de pression peuvent comprendre une électrovalve montée en série avec le clapet taré entre la première chambre de In particular, the pressure control means can comprise an electrovalve mounted in series with the calibrated valve between the first
l'amplificateur et le volume à pression atmosphérique. amplifier and volume at atmospheric pressure.
Dans le cas classique o un clapet anti-retour est monté sur la première chambre de l'amplificateur, ce clapet anti-retour est avantageusement monté en série avec l'électrovalve et le clapet taré, et sépare la première chambre de l'amplificateur de l'électrovalve et In the classic case where a check valve is mounted on the first chamber of the amplifier, this check valve is advantageously mounted in series with the solenoid valve and the calibrated valve, and separates the first chamber from the amplifier. the solenoid valve and
du clapet taré.of the tared valve.
Dans ce cas, l'entrée d'aspiration de la pompe est de préférence branchée entre le clapet anti-retour et le In this case, the suction inlet of the pump is preferably connected between the non-return valve and the
clapet taré.tared valve.
Selon un mode de réalisation efficace de l'invention, les moyens de contrôle de pression comprennent une unité logique commandant sélectivement l'électrovalve en fonction d'un signal de vitesse produit par le capteur de vitesse, et d'un signal logique d'état représentatif d'un actionnement de la pédale, et produit According to an effective embodiment of the invention, the pressure control means comprise a logic unit selectively controlling the solenoid valve as a function of a speed signal produced by the speed sensor, and of a logic state signal representative of pedal actuation, and product
par l'indicateur de freinage.by the brake indicator.
Par ailleurs, la valeur limite Plim peut être choisie comme étant de l'ordre de 300 millibars, et la Furthermore, the limit value Plim can be chosen to be of the order of 300 millibars, and the
vitesse limite Vlim de l'ordre de 5 kilomètres / heure. speed limit Vlim of the order of 5 kilometers / hour.
L'invention concerne également un procédé de contrôle d'un amplificateur de freinage à dépression, équipant un véhicule et alimenté en dépression par une pompe à vide, ce procédé étant essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à mesurer ou estimer une vitesse de déplacement du véhicule, à détecter un actionnement de l'amplificateur, et à limiter la dépression fournie à l'amplificateur lorsque la vitesse du véhicule est inférieure ou égale à une limite déterminée, alors que The invention also relates to a method for controlling a vacuum brake booster, fitted to a vehicle and supplied with vacuum by a vacuum pump, this method being essentially characterized in that it comprises the operations consisting in measuring or estimating a vehicle traveling speed, detecting an actuation of the amplifier, and limiting the vacuum supplied to the amplifier when the vehicle speed is less than or equal to a determined limit, while
l'amplificateur est actionné.the amplifier is activated.
D'autres caractéristiques et avantages de Other features and benefits of
l'invention ressortiront clairement de la description qui the invention will become clear from the description which
en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - La figure 1 est un schéma représentant un dispositif de freinage conforme à l'invention; - La figure 2 est un diagramme représentant l'évolution, en fonction du temps T, de la pression P régnant dans la première chambre de l'amplificateur d'un dispositif de freinage de l'art antérieur, ou d'un dispositif de freinage conforme à l'invention, dans certaines conditions de fonctionnement; et La figure 3 est un diagramme representant l'évolution, en fonction du temps T, de la pression P régnant dans la première chambre de l'amplificateur d'un dispositif de freinage conforme à l'invention, dans certaines conditions de fonctionnement différentes de is made below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a diagram showing a braking device according to the invention; - Figure 2 is a diagram representing the evolution, as a function of time T, of the pressure P prevailing in the first chamber of the amplifier of a braking device of the prior art, or of a braking device in accordance with the invention, under certain operating conditions; and FIG. 3 is a diagram representing the evolution, as a function of time T, of the pressure P prevailing in the first chamber of the amplifier of a braking device according to the invention, under certain operating conditions different from
celles de la figure 2.those of figure 2.
Comme le montre la figure 1, l'invention concerne un dispositif de freinage destiné à équiper un véhicule à moteur doté d'un capteur de vitesse 1, ce dispositif comprenant essentiellement, de façon classique, des freins tels que des freins à disques 21 et 22, une pédale de frein 3, un transmetteur de force de freinage par exemple constitué par un maîtrecylindre 4, un amplificateur de freinage à dépression 5 encore appelé "servomoteur", une pompe à vide 6, et un indicateur de freinage 7, tel qu'un contacteur électrique de feux de As shown in FIG. 1, the invention relates to a braking device intended to equip a motor vehicle equipped with a speed sensor 1, this device essentially comprising, in a conventional manner, brakes such as disc brakes 21 and 22, a brake pedal 3, a brake force transmitter for example constituted by a master cylinder 4, a vacuum brake amplifier 5 also called "servomotor", a vacuum pump 6, and a brake indicator 7, such as '' an electrical light switch
ralentissement, encore appelés "feux stop". deceleration, also called "stop lights".
Le maître-cylindre 4 comprend par exemple un corps The master cylinder 4 comprises for example a body
41 alimenté en fluide de freinage par un réservoir 42. 41 supplied with brake fluid by a reservoir 42.
Suivant un montage lui-même bien connu, According to a well-known montage,
l'amplificateur 5 peut être accolé au corps 41 du maître- the amplifier 5 can be attached to the body 41 of the master
cylindre 4, de sorte que la pédale 3, lorsqu'elle est actionnée, actionne directement le maître-cylindre en cylinder 4, so that pedal 3, when pressed, directly actuates the master cylinder
même temps qu'elle commande l'amplificateur. at the same time as it controls the amplifier.
Dans ces conditions, l'amplificateur 5 développe une force d'assistance qui est transmise au maître-cylindre 4 et qui s'ajoute à la force de freinage exercée par le conducteur sur la pédale 3, le maître-cylindre recevant donc une force résultante, voisine de la somme des forces Under these conditions, the amplifier 5 develops an assistance force which is transmitted to the master cylinder 4 and which is added to the braking force exerted by the driver on the pedal 3, the master cylinder therefore receiving a resulting force. , close to the sum of the forces
de freinage et d'assistance.braking and assistance.
Le maître-cylindre 4 transforme cette force résultante en une élévation de pression du fluide hydraulique de freinage, qui est utilisée pour actionner The master cylinder 4 transforms this resulting force into a rise in pressure of the hydraulic brake fluid, which is used to actuate
les freins 21 et 22.brakes 21 and 22.
La force d'assistance exercée par l'amplificateur 5 est elle-même obtenue par une différence de pression pneumatique entre plusieurs chambres de cet amplificateur, et dont une première au moins, référencée 51, est à une pression inférieure à celle qui règne dans The assistance force exerted by the amplifier 5 is itself obtained by a pneumatic pressure difference between several chambers of this amplifier, and at least one of which, referenced 51, is at a pressure lower than that prevailing in
une seconde chambre de cet amplificateur. a second chamber of this amplifier.
Dans le cas, qui correspond à l'application privilégiée de l'invention, o l'amplificateur 5 est un amplificateur à dépression, la première chambre 51 est reliée à la pompe à vide 6 pour pouvoir en permanence être remplie d'une atmosphère raréfiée, c'est-à-dire d'une masse d'air dont la pression P soit inférieure à la In the case, which corresponds to the preferred application of the invention, o the amplifier 5 is a vacuum amplifier, the first chamber 51 is connected to the vacuum pump 6 so that it can be permanently filled with a rarefied atmosphere , i.e. an air mass whose pressure P is lower than the
pression Pa de l'atmosphère ambiante. pressure Pa of the ambient atmosphere.
Ainsi, si la première chambre 51 de l'amplificateur est initialement à la pression atmosphérique Pa, la mise en marche de la pompe 6 réduit la pression P dans la chambre 51 d'une façon qui dépend du temps T écoulé depuis cette mise en marche, l'évolution de la pression P Thus, if the first chamber 51 of the amplifier is initially at atmospheric pressure Pa, switching on the pump 6 reduces the pressure P in the chamber 51 in a way which depends on the time T elapsed since this switching on , the evolution of pressure P
en fonction du temps T étant illustrée sur la figure 2. as a function of time T being illustrated in FIG. 2.
Comme le montre cette figure, la pression P régnant dans la chambre 51 peut évoluer jusqu'à un seuil minimal de pression P0 qui dépend des performances de la pompe 6, mais qui est généralement de l'ordre de 100 millibars, la pression P étant ainsi inférieure de 900 millibars à la As this figure shows, the pressure P prevailing in the chamber 51 can evolve up to a minimum pressure threshold P0 which depends on the performance of the pump 6, but which is generally of the order of 100 millibars, the pressure P being thus 900 millibars lower than the
pression atmosphérique Pa.atmospheric pressure Pa.
L'indicateur de freinage 7 est conçu pour adopter un état actif ou un état passif selon que la pédale 3 est ou non actionnée, et peut donc être considéré comme un organe logique propre à produire un signal d'état Se représentatif de la présence ou de l'absence d'un The braking indicator 7 is designed to adopt an active state or a passive state depending on whether or not the pedal 3 is actuated, and can therefore be considered as a logical member capable of producing a state signal Se representative of the presence or the absence of a
actionnement de la pédale 3.pedal actuation 3.
Enfin, le capteur de vitesse 1 peut lui-même être constitué, de façon connue en soi, par un capteur de rotation de roue tel que ceux qui sont utilisés dans les systèmes de freinage dotés d'une fonction anti-blocage de roues (ABS) ou d'une fonction contrôle dynamique de châssis (CDC), un tel capteur délivrant un signal de vitesse Sv dont la fréquence est représentatif de la Finally, the speed sensor 1 can itself be constituted, in a manner known per se, by a wheel rotation sensor such as those which are used in braking systems provided with an anti-lock braking function (ABS). ) or a chassis dynamic control function (CDC), such a sensor delivering a speed signal Sv whose frequency is representative of the
vitesse V du véhicule.vehicle speed V.
Le dispositif de freinage selon l'invention se distingue essentiellement par le fait qu'il comprend en outre des moyens pour limiter, dans certaines circonstances, la pression P régnant dans la chambre de l'atmosphère raréfiée à une valeur limite Plim supérieure The braking device according to the invention is essentially distinguished by the fact that it further comprises means for limiting, under certain circumstances, the pressure P prevailing in the chamber of the rarefied atmosphere to a higher limit value Plim
au seuil minimal P0 qu'elle peut normalement atteindre. at the minimum threshold P0 which it can normally reach.
Plus précisément, ces moyens de contrôle de pression sont conçus pour limiter la pression P dans la chambre 51 à cette valeur limite Plim lorsque la vitesse V du véhicule est inférieure ou égale à une vitesse limite déterminée Vlim, alors que l'amplificateur est sollicité par actionnement de la pédale, c'est-à-dire alors que More precisely, these pressure control means are designed to limit the pressure P in the chamber 51 to this limit value Plim when the speed V of the vehicle is less than or equal to a determined limit speed Vlim, while the amplifier is requested by actuation of the pedal, i.e. while
l'indicateur de freinage 7 se trouve dans son état actif. the brake indicator 7 is in its active state.
Par exemple, la valeur limite Plim de la pression P dans la chambre 51 peut être de l'ordre de 300 millibars, la pression P étant ainsi inférieure de 700 millibars à la pression atmosphérique Pa, et la vitesse limite Vlim pouvant, quant à elle, être de l'ordre de 5 kilomètres / For example, the limit value Plim of the pressure P in the chamber 51 can be of the order of 300 millibars, the pressure P thus being 700 millibars lower than the atmospheric pressure Pa, and the limiting speed Vlim being able, for its part , be of the order of 5 kilometers /
heure.hour.
A cette fin, les moyens de contrôle de pression peuvent comprendre essentiellement, comme le montre la figure 1, un clapet taré 81 et une électrovalve 82, le clapet taré 81 faisant communiquer la première chambre 51 de l'amplificateur 5 avec l'atmosphère ambiante ou avec tout autre volume à pression atmosphérique Pa, et l'électrovalve 82 étant montée en série avec le clapet taré 81 entre la chambre 51 et l'atmosphère ambiante Pa pour pouvoir contrôler la communication établie par le To this end, the pressure control means can essentially comprise, as shown in FIG. 1, a calibrated valve 81 and an electrovalve 82, the calibrated valve 81 making the first chamber 51 of the amplifier 5 communicate with the ambient atmosphere or with any other volume at atmospheric pressure Pa, and the solenoid valve 82 being mounted in series with the calibrated valve 81 between the chamber 51 and the ambient atmosphere Pa in order to be able to control the communication established by the
clapet taré 81.calibrated valve 81.
Cet agencement autorise à conserver le clapet anti- This arrangement allows to keep the check valve.
retour 83 généralement déjà prévu sur les systèmes existants, ce clapet anti-retour 83 étant alors monté en série avec l'électrovalve 82 et le clapet taré 81 de manière à se trouver entre, d'une part, la première chambre 51 de l'amplificateur 5 et, d'autre part, l'électrovalve 82 et le clapet taré 81, l'entrée d'aspiration 60 de la pompe 6 étant elle-même branchée return 83 generally already provided on existing systems, this non-return valve 83 then being mounted in series with the solenoid valve 82 and the calibrated valve 81 so as to be located, on the one hand, the first chamber 51 of the amplifier 5 and, on the other hand, the solenoid valve 82 and the calibrated valve 81, the suction inlet 60 of the pump 6 being itself connected
entre le clapet anti-retour 83 et le clapet taré 81. between the non-return valve 83 and the calibrated valve 81.
Le contrôle de l'électrovalve 82 est par exemple assuré par une unité logique 84 qui est reliée au capteur de vitesse 1 et à l'indicateur de freinage 7, et qui commande l'ouverture ou la fermeture de l'électrovalve 82 en fonction du signal de vitesse Sv et du signal logique The control of the solenoid valve 82 is for example provided by a logic unit 84 which is connected to the speed sensor 1 and to the brake indicator 7, and which controls the opening or closing of the solenoid valve 82 according to the speed signal Sv and logic signal
d'état Se qu'elle reçoit.What status it receives.
Comme le montre la figure 3, l'invention propose donc, lorsque la vitesse V du véhicule est inférieure ou égale à une vitesse limite Vlim de l'ordre de 5 km / h alors que l'amplificateur 5 est actionné, de limiter la descente de la pression P régnant dans la chambre 51 de l'amplificateur 5 à une valeur Plim de l'ordre de 300 millibars, au lieu de laisser cette pression P continuer à descendre jusqu'à son seuil minimal, de l'ordre de 100 millibars. Grâce à l'invention, la pression P dans la chambre 51 se trouve stabilisée au bout d'un temps T2 relativement court, comparé au temps T1 relativement long au bout duquel la pression P cesse d'évoluer de façon significative dans l'art antérieur, l'invention permettant ainsi de supprimer la sensation désagréable provoquée par l'enfoncement de la pédale de frein 3, dans les conditions o la limitation de la pression à sa valeur relativement haute Plim est dépourvue de toute As shown in FIG. 3, the invention therefore proposes, when the speed V of the vehicle is less than or equal to a limit speed Vlim of the order of 5 km / h while the amplifier 5 is actuated, to limit the descent of the pressure P prevailing in the chamber 51 of the amplifier 5 to a Plim value of the order of 300 millibars, instead of letting this pressure P continue to descend to its minimum threshold, of the order of 100 millibars . Thanks to the invention, the pressure P in the chamber 51 is stabilized after a relatively short time T2, compared to the relatively long time T1 at the end of which the pressure P ceases to change significantly in the prior art , the invention thus making it possible to suppress the unpleasant sensation caused by depressing the brake pedal 3, under conditions where the limitation of the pressure to its relatively high value Plim is devoid of any
conséquence négative sur la sécurité du freinage. negative effect on braking safety.
Comme le comprendra aisément l'homme de l'art à la As one skilled in the art will readily understand
lecture de la description qui précède et à l'examen des reading the above description and reviewing
figures annexées, l'invention serait applicable, de façon équivalente, à un dispositif de freinage utilisant un amplificateur à surpression au lieu d'un amplificateur à dépression, sous réserve d'inverser le sens de passage du attached figures, the invention would be applicable, in an equivalent way, to a braking device using a booster amplifier instead of a vacuum amplifier, subject to reversing the direction of passage of the
clapet taré 81, d'inverser le sens de passage du clapet anti-retour 83, et de relier la chambre de haute pression de l'amplificateur 5 à la sortie de refoulement d'une5 pompe pneumatique telle que 6, utilisée comme pompe haute pression. calibrated valve 81, reverse the flow direction of the non-return valve 83, and connect the high pressure chamber of the amplifier 5 to the discharge outlet of a pneumatic pump such as 6, used as a high pressure pump .
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